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出版者:山东电子音像出版社

作者:电脑报

出品人:

页数:10272

译者:

出版时间:2007-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787894916433

丛书系列:

图书标签:

• Windows
• 疑难排解
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• 故障排除
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深入操作系统内核与性能调优：面向专业开发者的系统级优化实践 本书聚焦于操作系统深层次的运行机制、性能瓶颈的定位与修复，以及系统级编程的复杂挑战，旨在为具备一定操作系统基础的软件工程师、系统架构师和高级技术人员提供一套前沿且实用的工程实践指南。本书内容完全独立于任何特定操作系统的疑难排解实例，而是构建在对计算原理、内存管理、并发模型和底层I/O的深刻理解之上。 --- 第一部分：现代操作系统内核的抽象与实现 本部分将操作系统视为一个复杂的资源调度与抽象层，深入探讨其核心设计哲学，而非局限于具体的用户界面或故障排除手册。 第一章：进程与线程的生命周期与调度原语的再审视 本章不涉及用户层面的多线程编程错误，而是剖析调度器（Scheduler）的内部工作原理。我们将详细研究多级反馈队列（MLFQ）、完全公平调度（CFS）的红黑树结构，以及实时调度策略（如POSIX.1-b的优先级继承与禁止机制）。重点分析调度延迟（Scheduling Latency）的根源，以及如何通过修改内核参数或定制调度算法来优化特定类型工作负载（如高频交易系统或大规模并行计算集群）的响应时间。我们将对比分析基于时间片轮转、优先级抢占与完全公平模型在不同负载下的性能特征。 第二章：内存管理的拓扑结构与性能陷阱 本书将内存管理模块视为一个多层级的硬件-软件协同系统。内容涵盖页表（Page Table）的层次结构、TLB（Translation Lookaside Buffer）的缓存效应与失效分析。重点讨论大页（Huge Pages）的使用场景、内存碎片化（Internal vs. External Fragmentation）的量化评估，以及如何利用NUMA（Non-Uniform Memory Access）架构下的内存访问优化技术。我们将深入探讨虚拟内存到物理内存映射的开销，以及在内存压力下，内核如何执行页面置换（Page Replacement）算法，并提出针对高I/O或高内存带宽应用的内核参数调优策略，确保内存访问的局部性与效率。 第三章：I/O子系统的深度剖析与异步模型 本章超越了文件系统操作的范畴，专注于I/O路径上的性能瓶颈。内容包括中断处理的延迟、I/O合并（Coalescing）机制，以及现代异步I/O框架（如Linux的`io_uring`或特定BSD系统的AIO模型）的设计哲学。我们将分析零拷贝（Zero-Copy）技术在网络和磁盘操作中的实现细节，评估其对CPU上下文切换开销的影响。此外，章节将阐述块设备队列深度（Queue Depth）与硬件驱动程序交互的性能阈值，指导读者如何根据底层存储介质（NVMe/SATA SSD/HDD）的特性配置最优的I/O调度器。 --- 第二部分：系统性能分析、追踪与瓶颈重塑 本部分是关于“度量”与“理解”的核心技术，侧重于使用先进的动态和静态分析工具来揭示系统中隐藏的性能黑洞。 第四章：基于事件的跟踪与性能剖析（Profiling） 本书不教授如何查看系统日志，而是聚焦于内核级事件追踪技术。详细介绍如`perf`（Linux）、DTrace/SystemTap等框架的内部机制，特别是硬件性能计数器（HPC）的使用方法，用于精确测量CPU周期、缓存未命中率（Cache Misses）和分支预测错误（Branch Mispredictions）。我们将讲解火焰图（Flame Graphs）和Icicle Graphs的生成原理，并演示如何通过分析采样数据，定位到程序热点函数中具体的汇编指令级别开销。 第五章：并发、锁与原子操作的微架构影响 本章深入探讨并发模型在现代多核处理器上的实际表现。内容包括内存屏障（Memory Barriers）的指令集级别含义、缓存一致性协议（如MESI/MOESI）对锁竞争的影响，以及伪共享（False Sharing）问题的量化分析与规避。我们将通过实验数据展示不同粒度锁的性能权衡，以及使用无锁数据结构（Lock-Free Structures）时，需要面对的 ABA 问题和内存序释放的复杂性。 第六章：系统调用与上下文切换的成本模型 系统调用（Syscall）是用户空间与内核空间交互的边界，也是性能优化的关键点。本章将建立一个系统调用开销的模型，分析从用户态到内核态转换过程中，寄存器保存、栈切换、权限验证的固定开销。我们将对比分析直接系统调用、vDSO（Virtual Dynamic Shared Object）以及使用特定库函数对整体延迟的影响，特别关注在I/O密集型应用中，如何通过减少系统调用频率（例如使用批处理或异步API）来获得数量级的性能提升。 --- 第三部分：网络堆栈与分布式系统互联的优化边界 本部分关注数据包在操作系统网络栈中的生命周期，以及如何突破传统TCP/IP协议栈的性能限制。 第七章：网络协议栈的内核处理流程与零点优化 本书将网络数据包的处理流程解构为多个阶段：中断接收、软中断处理、内核协议处理（L2/L3/L4）到最终的用户空间投递。重点探讨NAPI（New API）机制如何缓解中断风暴，以及Receive Side Scaling (RSS)在多核网络负载均衡中的作用。我们将分析TCP拥塞控制算法（如CUBIC, BBR）对大带宽低延迟网络的影响，并展示如何通过修改内核参数来调整TCP缓冲区大小、延迟确认（Delayed ACK）策略，以适应高吞吐量的流媒体或存储应用。 第八章：数据包旁路与用户空间网络（User-Space Networking） 面对超高速网络接口卡（如100GbE以上），内核协议栈的开销成为瓶颈。本章介绍用户空间网络技术（如DPDK, XDP）的设计目标与实现原理。重点在于绕过标准内核协议栈，直接从网卡驱动层获取数据包，并讲解如何管理用户空间内的数据结构，实现高效的数据包分发和处理，这对于构建高性能负载均衡器、防火墙或自定义路由器的工程师至关重要。 第九章：系统级性能隔离与资源预留 在虚拟化和容器化环境中，性能的“邻居效应”（Noisy Neighbor）是一个关键挑战。本章探讨操作系统提供的资源控制组（Control Groups，Cgroups）在CPU时间、内存带宽、I/O吞吐量上的硬限制与软限制机制。我们将分析如何正确设置资源权重（Shares）和硬性上限（Limits），以确保关键服务的性能SLA（服务等级协议）不被非关键任务的突发负载所侵蚀。本章内容侧重于资源分配的理论模型与实践中的不一致性分析。 --- 本书面向的读者群体是那些不满足于调用API、希望理解API背后“为何如此工作”的工程师。它不提供“一键修复”的方案，而是提供一套系统性的方法论、量化工具集以及对底层机制的深刻洞察，使读者能够自主诊断和解决最棘手的系统级性能与稳定性问题。

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我对技术书籍的评价标准，除了内容深度外，还有一个关键点就是其“时效性”和“前瞻性”。操作系统版本更迭速度极快，一本去年出的书，可能很多针对XP或Vista时代的技巧在Win10/11上已经失效，甚至可能引起新的冲突。这本书的厚度看起来很可观，如果能覆盖到近几年主流的Windows 10/11的特性，特别是针对固态硬盘（SSD）优化后的文件系统和权限管理带来的新问题，那它的价值会倍增。我特别好奇书中是如何处理UAC（用户账户控制）权限提升引发的兼容性问题的，这部分内容往往是很多普通故障排除指南会忽略的“灰色地带”。此外，现在虚拟化和容器化技术越来越普及，如果书中能附带一些关于在虚拟机环境中调试宿主操作系统或客户操作系统故障的小技巧，那就更完美了。我希望这本书的内容能够扎实到即使是最新的Windows更新发布后，其核心的故障排查逻辑依然适用，而不是仅仅依赖于某一个特定补丁版本的参数设置。它应该是一本能教会我“渔”而不是仅仅给予我“鱼”的经典工具书。

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这本书的封面设计着实吸引眼球，那种深沉的蓝与冷峻的银色字体搭配在一起，很有科技感，让人一看就知道是关于系统维护的硬核读物。我是在一个技术论坛上看到有人推荐这本书的，说它针对Windows系统的一些顽固性、让人抓狂的疑难杂症有着独到的见解和极为详尽的步骤拆解。我当时正饱受一个莫名其妙的启动项冲突困扰，试了各种网上的“偏方”都无济于事，抱着试试看的心态购入了这本书。拿到手后，首先感受到的是纸张的质感，不错，厚实且印刷清晰，阅读体验很好。我对这类技术书籍的要求一向很高，不仅要求理论基础扎实，更看重实际操作的落地性。这本书的目录结构看起来就非常系统化，从最基础的蓝屏错误代码分析，到复杂的注册表底层逻辑梳理，再到网络驱动冲突的排查，似乎都囊括进去了。我尤其期待其中关于“无痕卸载和系统瘦身”的章节，因为我的老电脑自从装了几个大型软件后，速度就直线下降，每次重装系统都很麻烦，如果这本书能提供一个可靠的、不伤及核心服务的清理方案，那简直是太值了。我希望它不是那种空泛地讲大道理的书，而是能真正手把手教我如何使用系统自带工具和第三方专业工具去解决实际问题的实用手册。

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从结构上看，这本书的编排似乎非常注重“检索性”。一本好的技术参考书，关键在于需要的时候能迅速找到对应的章节，而不是需要从头读到尾。我看到扉页上似乎有一个非常详细的索引或故障分类列表，这让人非常安心。我通常会把这类工具书放在手边，遇到突发状况时，可以直接定位到“文件系统损坏”、“启动引导修复”、“驱动程序签名冲突”等关键模块。我特别希望书中能够对不同严重等级的错误提供一个优先级处理建议，比如哪些问题必须立刻解决，哪些可以稍后处理，这对于处理企业级环境下的突发事件尤其重要。另外，如果书中对某些复杂的修复步骤提供了“回退方案”（Rollback Plan），那就体现出作者极高的责任心和专业素养了。我期待这本书能成为我工具箱里最可靠的那把“瑞士军刀”，不是那种只能做一两件事的专用工具，而是能应对各种复杂环境变化的全能型解决手册。它的存在，应该能让我面对下一次“系统崩溃”时，少一份惊慌，多一份从容不迫的掌控感。

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说实话，我买这本书更多是冲着它“实例”这个关键词去的。现在的技术文档太多了，很多都是理论堆砌，看着云里雾里，等你真正遇到问题时，却找不到对应的解决路径。我翻开这本书的第一个感受是，它真的很“实战”。每一个章节的排版都像是一个小型项目报告，清晰地列出了“问题现象”、“可能原因分析（多分层级）”、“解决步骤（配图或代码块）”以及“预防措施”。例如，书中关于IE浏览器缓存清理和历史记录残留问题的处理，居然细致到了用命令行工具直接操作内存中的特定数值，这种深度是我在其他普及类书籍里从未见过的。这让我感觉作者绝对不是一个“纸上谈兵”的理论家，更像是一个在机房里度过了无数个不眠之夜的资深系统工程师。我特别关注了一个关于打印机驱动程序莫名其妙蓝屏的案例，那个案例描述的问题和我上个月遇到的情况如出一辙，当时我花了整整三天时间才勉强绕过去。这本书如果能提供一个更规范、更快速的定位方法，那将极大地提升我的工作效率。我对书中那些对系统日志（如事件查看器）的深入解读抱有极高期望，希望它能教会我如何从海量的错误信息中准确地揪出罪魁祸首，而不是像以前一样，只能靠“猜测”来排除故障。

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这本书的语言风格似乎非常直接和技术化，这对我来说是一个巨大的加分项。我厌倦了那种试图用大白话解释复杂技术的做法，那种解释往往会牺牲精确性。这本书的行文逻辑严密，逻辑链条清晰，每一个技术名词的引用都非常精准，没有模棱两可的描述。例如，在讨论内存泄露问题时，如果能明确指出是哪个API调用引起的资源未释放，并给出对应的监控工具（比如Process Explorer的特定视图），那我就知道这本书的作者是真正懂底层的。我个人在阅读时，更喜欢那种略带“命令式”的语气，它能让人更快地进入解决问题的状态，而不是陷入过多的哲学思考中。我猜想，这本书的读者群体可能更偏向于IT运维人员、系统管理员或者高级电脑爱好者，而不是初次接触电脑的用户。我希望它能提供一些关于硬件层面的诊断思路，比如如何通过分析BIOS/UEFI的错误日志来辅助判断是不是操作系统启动前就出现了问题，因为很多时候，我们都把硬件问题错判成了软件问题。

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